【正文】 化設(shè)置，初始化時(shí)必需將相關(guān)位置 1，才能初始化時(shí)間和日歷字節(jié)，對相關(guān)位進(jìn)行設(shè)置，可使系統(tǒng)具有周期中斷、鬧鐘中斷、更新結(jié)束中斷功能，可控方波的輸出，可控制時(shí)間的顯示模塊，并可自動(dòng)執(zhí)行夏令時(shí)制。在本設(shè)計(jì)中， 5V穩(wěn)壓部分取 R2=? ， R1=? 。采用輸入范圍寬的 DCDC將輸入的車載電壓轉(zhuǎn)換成 5V直流電源，提供給內(nèi)部電路。 本系統(tǒng)需采集的數(shù)據(jù)主要 為： 8路開關(guān)量信號、車速脈沖信號和實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)?？傊?，汽車黑匣子的全面性、包容性和適應(yīng)性是實(shí)現(xiàn)汽車電子綜合化集成化的核心， 并必將成為未來 ITS系統(tǒng)的重要組成部分。目前，國內(nèi)汽車黑匣子僅停留在作車速記錄儀的低水平上，且尚無實(shí)時(shí)檢測、記錄車輛縱向平和橫向運(yùn)動(dòng)加 (減 )速度 的產(chǎn)品，也無達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于存儲數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)通訊要求的產(chǎn)品，因此，此類產(chǎn)品市場潛力還是比較大的。黑匣子還可以設(shè)置反劫防盜功能。從全球看每一分鐘就有一個(gè)人死于汽車交通事故， 1982以來全球總共有大約 3000萬人死于交通事故中。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國是道路交通事故死亡人數(shù)最高的國家，連續(xù)數(shù)年一直居世界第一位，近 20年來，由于交通事故造成的死亡人數(shù)己達(dá)到 108萬人。它所存儲的汽車信息，對于各種起因的突發(fā)事件不能有效、準(zhǔn)確地提供可分析和處理的科學(xué)依據(jù)。開發(fā)汽車黑匣子的目的是實(shí)時(shí)循環(huán)紀(jì)錄碰撞過程中的制動(dòng)踏板，汽車減速度，空氣囊引爆，以及安全帶鎖緊等信號，以判斷駕駛員是否踏緊急制動(dòng) 、是否系安全帶，汽車的空氣囊是否引爆，引爆時(shí)刻是否合適，安全帶的鎖緊機(jī)構(gòu)是否失效，從而可以客觀地、科學(xué)地劃分汽車廠商和駕乘人員的事故責(zé)任。 目前，在美國、歐洲已經(jīng)出現(xiàn)了不少適合各種不同運(yùn)輸專業(yè)管理需要的汽車黑匣子。而基于單片機(jī)的產(chǎn)品不僅成本較低而且開發(fā)周期較短，雖然功能上不十分豐富，但比較合適現(xiàn)階段的使用，因此本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的汽車行駛記錄儀系統(tǒng)[2]。此類單片機(jī)應(yīng)用廣泛，價(jià)格相對較低，發(fā)展也比較成熟，是黑匣子低端的首選。 由于單片機(jī)的供電電壓是 DC5V，因此相 應(yīng)的電路圖 22所示。充足一次電可供芯片時(shí)鐘運(yùn)行半年之久，正常工作時(shí)可保持時(shí)鐘數(shù)據(jù) 10年內(nèi)不會(huì)丟失。 DS12887采用數(shù)據(jù)與地址總線復(fù)用，選擇 INTEL模式與 8031總線連接。 “看門狗”技術(shù)是使用一個(gè)計(jì)數(shù)器來不斷計(jì)數(shù)，監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行。此外， MAX813L帶有一個(gè) 狗定時(shí)器。 WDO 沒有最小脈沖寬度，只要 Vcc超過復(fù)位門限，WDO就變?yōu)楦唠娖蕉鴽]有延遲。在掉電期間，當(dāng) Vcc降至復(fù)位門限以下時(shí)， RESET變?yōu)榈碗娖剑⒃?Vcc大于 。如果將 WDI懸空或連接到一個(gè)三態(tài)電路，看門狗的功能則被禁止，即被清零且不計(jì)數(shù)。 數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 黑匣子模塊中使用傳感器采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲起來，而 8031不能滿足要求，故要擴(kuò)展存儲器。 MAXIM公司的 MAX200MAX211/MAX213， MAX232/MAX233， MAX3222/MAX3223系列接收 /發(fā)送在 RS232通信接口中日益得到廣泛應(yīng)用，他們具有功耗低，工作電源由單電源的，也有多電源的，波特率高達(dá) 120KPS，外接電容 ～ 1F? 可選 ，具有多種封裝形式，接收器輸出為三態(tài) TTL/CMOS等優(yōu)越性， MAX232CPE為雙組 RS232接收發(fā)送器，工作電源為 +5V, ? 的電容，其市場價(jià)格低，主要由三部分組成：電壓倍增器， RS232發(fā)送器， RS接收器。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)中使用的數(shù)據(jù)都是并行數(shù)據(jù)，因此在發(fā)送端，要把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為串行數(shù)據(jù)；而在接收端，卻要把接到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。 圖 27 通訊口接口電路 雙機(jī)通信協(xié)議控制字 FD：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)通訊正?；蚪邮諗?shù)據(jù)正確確認(rèn)控制字。 CH375的 USB主機(jī)方式支持各種常用的 USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)、 DSP、MCU可以通過 CH375按照相應(yīng)的 USB協(xié)議與 USB設(shè)備通信 [6]。 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)與原理 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器是利用霍爾元件制成的，利用霍爾效應(yīng)原理工作的：一個(gè)金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，磁場垂直于薄片，當(dāng)薄片通以電流 Ie時(shí)，在薄片的兩側(cè)面上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微量的霍爾電壓 UH，如果改變磁場上的強(qiáng)度，霍爾電壓的大小亦隨之改變，當(dāng)磁場消失時(shí)，霍爾電壓變?yōu)榱恪? n =8 （ 23） 設(shè) 0． 2秒內(nèi)計(jì)數(shù)器測得的脈沖數(shù)為 f，則車輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù) N如式 24。 THS118輸出的波形為矩形波。 該模塊利用 74LS165型并行輸入 8位移位寄存器 作為輸入口，其硬件電路如圖 29所示利用單片機(jī)的 3根 I/O口線擴(kuò)展為 8位的輸入口線，圖 29中 74LS165作為 8位的輸入線，CLK為時(shí)鐘脈沖輸入端， D0～ D7為并行輸入端，在系統(tǒng)中就是 8位開關(guān)量。 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì) 對于安裝在車體中的記錄儀主 機(jī)，難免受到各種干擾的影響。 1） 通道干擾的隔離措施 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 18 頁 共 52 頁 目前在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，最廣泛使用的是光電隔離技術(shù)，它能有效地抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾，從而使通道的信噪比大大提高。每個(gè)集成電路芯片旁都安置一個(gè) F? 陶瓷電容，電容的引線盡量短。但如果轎車上裝有安全氣囊爆炸裝置，那么判斷事故的發(fā)生將是十分的簡單，因?yàn)橐坏┌踩珰饽冶?，絕大多數(shù)情況就是發(fā)生事故。51H單元的第一位表示氣囊爆炸信號 ANL A,01H JNZ D1 。取絕對值 CLR C SUBB A,90D ?，F(xiàn)在 A是車的加速度了 JNC DONEXT 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果是不剎車，當(dāng)加速度在 60到 20之間時(shí)，撞車事件必然發(fā)生，因?yàn)樯掀碌淖匀粶p速不可能達(dá)到那么大。比較 4次方向盤角度差 MOV R0,0E0H 。加速度（ 60a30） ,剎車并且方向盤亂轉(zhuǎn) NOT1: MOV R0,0E1H MOV 0E0H,R0 MOV R0,0E2H MOV 0E1H,R0 MOV R0,0E3H MOV 0E2H,R0 MOV R0,0E4H MOV 0E3H,R0 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 24 頁 共 52 頁 MOV 0E4H,00H …… 最后是檢查車是否停了。通過 PC機(jī)可以讀取數(shù)據(jù)存儲器和時(shí)鐘芯片里的數(shù)據(jù)以及對時(shí)鐘芯片里某些單元進(jìn)行設(shè)置。 2） 每分鐘平均速度 記錄儀應(yīng)該以不大于 1min的時(shí)間間隔持續(xù)記錄并儲存車輛在最近 240個(gè)小時(shí)內(nèi)的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，即車輛在行駛過程中與實(shí)時(shí)時(shí)間相對應(yīng)的每分鐘間隔內(nèi)的平均行駛速度值。 圖 36 超時(shí)駕駛記錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖 5） 統(tǒng)計(jì)超速記錄數(shù)據(jù) 記錄儀能對駕駛員的每次超速駕駛行為作記錄和統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括駕駛證證號、起超時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和最高車速等。 這樣，總累計(jì)行駛里程的計(jì)算公式便修改為： 108 AA PS T?? ?。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 28 頁 共 52 頁 每 125毫秒速度的計(jì)算公式為： 3600 88 SS PV T??? ?。 If(temp!=0x20) /*查看 A寄存器判斷是否已經(jīng)初始化 */ { ADDR_12887[11]=0x82。 /*星期 */ ADDR_12887[7]=29。0x70。//return Year ClearIRQ()。 GetCurrentTimer()函數(shù)是 DS12887的重要的一個(gè)核心函數(shù)，帶有一個(gè)參數(shù)，根據(jù)不同的參數(shù)值返回不同的時(shí)鐘信息，參數(shù)含義與 SetCurrentTimer()函數(shù)相同。 計(jì)算機(jī)的命令格式應(yīng)采 用以上規(guī)定的計(jì)算機(jī)發(fā)給記錄儀的毎幀數(shù)據(jù)格式，記錄儀的應(yīng)答格式采用以上規(guī)定的記錄儀發(fā)給計(jì)算機(jī)的毎幀數(shù)據(jù)格式。 void init_serial(void) { SCON=0xd0。 void serial_receive(void) { unsigned char S_R,Data_Len,Receive_strlen。 //獲得本次傳輸數(shù)據(jù)的長度 Receive_strlen=(Data_Len+0x07)。 //接收的數(shù)據(jù)正確 else Y_Or_N=0。 } else if(Y_Or_N) { if(Data_Len=0) //如果是上載信息 Send_to_PC(extern_to_inner_receive(0x02))。 Send_Char_Com(0x00)。52H單元為此次車速 MOV 0F1H,R5 。E0H為前 4次的方向盤角度 MOV 0E1H,00H 。黑匣子系統(tǒng)要求當(dāng)車子發(fā)生事故時(shí)，保存好事故前的數(shù)據(jù)，于是要求以后在車子有起動(dòng)時(shí)，所有存的新數(shù)據(jù)只能在保存事故數(shù)據(jù)后的位置開始保存。 MOV R2,DPL MOV R3,DPH MOV DPTR,INTDPTR MOV A,00H MOV A,A+DPTR MOV R0,A 。 該記錄儀最終實(shí)現(xiàn)以下功能： 24 小時(shí)全天實(shí)時(shí)記錄、存儲行駛時(shí)間、停車前 15 分鐘內(nèi)每分鐘的平均速度、啟動(dòng)時(shí)間、中途停車時(shí)間、日累程、總累程、最高車速、行駛?cè)掌诘葦?shù)據(jù)，駕駛員是否超時(shí)、超速行駛，通過串行口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，同時(shí)具有：（ 1）事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù) 記錄功能：記錄儀以 10次停車前 20s實(shí)時(shí)時(shí)間對應(yīng)的車輛行駛速度值及各種事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括速度、制動(dòng)。R1=DPL MOV DPH,R0 MOV DPL,R1 MOV A,R3 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 38 頁 共 52 頁 MOVX DPTR,R1 INC DPTR MOV A,R2 MOVX DPTR,A 對 SRAM的寫保護(hù)。本人用 SRAM的一個(gè)特定單元來專門存儲系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的 DPTR值。E2H為前 2次的方向盤角度 MOV 0E3H,00H 。 MOV R5,0F1H 。 Send_Char_Com(0x00)。 xor=0x55。 //幀頭檢驗(yàn) Close_xdata()。S_R(Receive_strlen0x06)。 bit Y_Or_N。 PCON=0x00。其對應(yīng)的“命令幀”和“應(yīng)答幀”的格式分別如下： （ 1） 上載數(shù)據(jù)命令對應(yīng)的“命令幀”格式見表 31。 RS232通信程序 RS232是用于記錄儀和 PC機(jī)進(jìn)行通信的接口，國家標(biāo)準(zhǔn)對通信協(xié)議有著嚴(yán)格的約定。 } 4）清除中斷函數(shù) ClearIRQ void ClearIRQ(void) {ADDR_12887[12]。 /*設(shè)置 B寄存器 */ ADDR_12887[i]=param。 /*月 */ ADDR_12887[9]=04。 /*秒 */ ADDR_12887[1]=0xff。 其中： SV 為每 125毫秒的行駛速度 SP 為該 125毫秒內(nèi)的脈沖數(shù) T 為車輛特征系數(shù) 每分鐘速度 每分鐘速度的計(jì)算公式為： 608 FF PV T?? ?。 2） M小時(shí)的累計(jì)行駛里程 M小時(shí)的累計(jì)行駛里程，只須在上式中，用 M小時(shí)的累計(jì)脈沖數(shù) MP 取代 AP ，即可得到。 圖 37 超速駕駛記錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖 里程和速度計(jì)算方法 記錄儀讀取到原始數(shù)據(jù)后，根據(jù)脈沖量和車輛特征系數(shù)等能夠計(jì)算出總累計(jì)行駛里起動(dòng)時(shí)間 停車時(shí)間 本次里程 最高車速 車門開啟次數(shù) 6 字節(jié) 6 字節(jié) 2 字節(jié) 1 字節(jié) 1 字節(jié) 16 字節(jié) 駕駛證證號 超時(shí)開始時(shí)間 超時(shí)結(jié)束時(shí)間 18 字節(jié) 5 字節(jié) 5 字節(jié) 28 字節(jié) 駕駛證證號 起超時(shí)間 持續(xù)時(shí)間 最高車速 18 字節(jié) 5 字節(jié) 1 字節(jié) 1 字節(jié) 28 字節(jié) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁 共 52 頁 程，最近 2天的累計(jì)行駛里程、最近 240小時(shí)內(nèi) 的累計(jì)行駛里程、每 125毫秒的速度和每分鐘的速度 [13]。 圖 34 每分鐘平均速度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖 每次記錄以 00H 00H 00H開始， 00H結(jié)尾，車輛啟動(dòng)時(shí)間后每分鐘記錄一次平均速度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過設(shè)置指針的方式存儲和傳遞，而指針是被保存在時(shí)鐘芯片里的，本文設(shè)置的指針主要有：停車數(shù)據(jù)指針、超時(shí)數(shù)據(jù)指針、超速數(shù)據(jù)指針、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指針、平均速度指針 [12